Geothermie, ook wel aardwarmte genoemd, is energie die kan ontstaan door de
temperatuursverschillen tussen de diep in de aarde gelegen warmtereservoirs en de aardoppervlakte.
Het is de warmte die op deze manier vrijkomt die kan gebruikt worden als energie. Het is daarnaast
meer dan waarschijnlijk ook de oudste techniek die gebruikt wordt voor het opwarmen van
bijvoorbeeld water, vlees, ... in de natuur. In België en Nederland wordt deze vorm van
energiewinning zelden toegepast, al is deze de laatste jaren wat meer in opkomst. In landen als
Ijsland, waar de vulkanische activiteit hoog ligt vormt geothermie daarintegen wel een belangrijke
energiebron. Aardwarmte kan dan wel meteen ingezet worden om te warmen of te koelen, het kan
daarnaast ook gebruikt worden voor de opwekking van elektrische stroom of natuurlijk ook in een
warmtekrachtkoppeling.
Aardwarmte, "de" onuitputtelijke energiebron
Zoals de titel het al zegt is aardwarmte een onuitputtelijke energiebron. Dit wil zeggen dat we op tal
van manieren steeds in staat zullen zijn om energie te halen uit aardwarmte. Daarnet hebben we U
reeds ook al meegegeven dat aardwarmte zowel direct kan gebruikt worden (voor het warmen en
koelen) of dat het gebruikt kan worden voor stroomopwekking. We gaan in dit stukje eens verder in
op de details.
Zoals in het beginstuk reeds gezegd verschilt het gebruik van aardwarmte vaak per land en / of
gebied. Voor direct gebruik zijn namelijk temperaturen nodig die behoorlijk hoog zijn en die vaak
alleen diep onder het aardoppervlak terug te vinden zijn. Uitzondering hierop zijn bijvoorbeeld
landen en gebieden met een aanzienlijke vulkanische activiteit. Wanneer de aardwarmte niet
toereikend is voor direct gebruikt is hiervoor een oplossing, namelijk de warmtepomp. Sterker nog,
wanneer we de aardwarmte die nabij het aardoppervlak terug te vinden is zonder warmtepomp
zouden proberen te gebruiken, zou hier bijna geen enkele functionaliteit voor te vinden zijn.
Anderzijds kan aardwarmte ook (on)rechtstreeks gebruikt worden om te koelen. Een voorbeeld
hiervan vinden we terug onder de vorm van water, die op temperatuur van de ondergrond wordt
gebracht en die vervolgens direct gebruikt kan worden voor bijvoorbeeld gebouwkoeling. In deze
vorm van natuurlijke koeling zit dan ook bijzonder veel potentieel. Het kan zelfs zo ingezet worden
dat het in staat is om wereldwijd elektrisch aangedreven airconditioners te vervangen. Een andere
functie kunnen we bijvoorbeeld toeschrijven aan het “vorstvrij” houden van waterleidingen. De
warmte die in de bodem wordt opgeslagen (warme zomerdagen, etc.) kan er voor zorgen dat de
ondergrond slechts tot op geringe diepte bevriest in de winter.
In bepaalde landen / gebieden is het echter ook mogelijk om gebruik te maken van de warmte uit
diepe aardwarmte. Voorwaarde is dat deze over een warmte dienen te beschikken tussen de 40 en
100 graden Celsius. Het warme water kan in deze streken door middel van een winningsboring
omhoog gepompt worden. Het belangrijkste deel van de warmteenergie wordt vervolgens
afgegeven aan aan een tweede, secundair, warmwatercirculatiesysteem. Dit gebeurt door de
zogenaamde warmtewisselaar. Een tweede boring zorgt er dan uiteindelijk voor dat het afgekoeld
terug in de ondergrondse laag wordt geperst waar het vandaan komt.
We kunnen aardwarmte aldus naast voor direct gebruik ook toepassen bij het opwekken van
stroom.In de geschiedenis werd dit reeds toegepast onder verschillende vormen. Denk hierbij aan de
krachtcentrale, die gebouwd werd door Piero Ginori Conti, waarin met waterdamp aangedreven
turbines een vermogen van 220 kW opwekten. Een voorbeeld van een locatie (relatief) dicht bij huis
is het Italiaanse Toscane. Hier treffen de Noord-Afrikaanse en de Euraziatische plaat elkaar en dat
zorgt er voor dat magma tot relatief dicht bij het aardoppervlak door kan dringen. Het spreekt
vanzelf dat dit de temperatuur van de bodem aanzienlijk de hoogte in drijft.
Er zijn temperaturen van boven de 100°C nodig om dienst te kunnen doen voor hydrothermale
stroomopwekking. Wanneer temperaturen van meer dan 150 °C voorkomen bij hydrothermale
installaties kunnen deze rechtstreeks worden toegepast voor de aandrijving van turbines. Zoals
eerder al enkele keren in dit artikel aangehaald zijn deze temperaturen lang niet overal beschikbaar
en wordt in België en Nederland het gebruik van aardwarmte bijna alleen toegepast bij het op
temperatuur brengen van gebouwen. Een evolutie op dit vlak is de zogenaamde "Organic Rankine
Cycle"-installatie. Deze maakt temperaturen van 80 °C geschikt voor stroomopwekking. Ze werken
aan de hand van een organisch medium, dat bij relatief geringe temperaturen komt te verdampen.
Deze damp drijft vervolgens over een turbine de stroomgenerator aan.
Gebruik van aardwarmte in België & Nederland
We hebben het er ondertussen al meermaals over gehad dat het gebruik van aardwarmte niet overal
(even goed) mogelijk is. Het kan daarbij ook eens interessant zijn om te kijken naar de situatie in
eigen land. In Nederland wordt de toepassing van aardwarmte tot op heden beperkt tot thermische
baden. Er zouden volgens verschillende bronnen echter ook plannen op tafel liggen om aardwarmte
te gebruiken voor de verwarming van kassen in de glastuinbouw, iets waar het natuurlijk behoorlijk
geschikt voor is. Sinds oktober 2008 is de eerste Nederlandse mijnwater energiecentrale echter
actief. De centrale staat in Heerlen en werkt op warm water uit een diepte van 700 meter, die zich
bevindt in een ondergelopen mijnschacht. Het wordt gebruikt als warmtebron voor gebouwen. In
België ligt de situatie nog even anders. Hier blijft de toepasbaarheid van aardwarmte namelijk
beperkt tot de provincies Antwerpen en Limburg. Enkel hier zijn de vereiste watervoerende lagen
aanwezig. De verwachting is dat er zowel in Nederland als België geen mogelijkheden liggen om
door middel van aardwarmte elektriciteit te produceren.
Gebruik van aardwarmte internationaal
We weten dus ondertussen reeds wat de mogelijkheden voor het gebruik van aardwarmte in eigen
land zijn (of juist niet). Voor nederlandstalige lezers in het buitenland is het echter ook interessant
om te weten waar de toepasbaarheid van deze bron van energie wel groter is. De stroomopwekking
uit aardwarmte wordt wereldwijd eigenlijk gedomineerd door hoogenthalpievindplaatsen. Dit zijn
warmteanomalieën die samengaan met vulkanische activiteit. Het is hier mogelijk om water (of
stoom) van meerdere honderden graden Celsius terug te vinden. Afhankelijk van de druk- en
temperatuurvereisten kunnen hoge-enthalpievindplaatsen meer stoom- of meer watergedomineerd
zijn. In de geschiedenis werd de stoom gewoon in de lucht geloosd, wat als gevolg had dat er een
flinke zwavelstank op kon treden. Vandaag de dag worden de afgekoelde vloeistoffen echter terug
in de laag gepompt waar ze vandaan komen. Op deze manier worden negatieve milieu-effecten
voorkomen. Landen waar de stroomopwekking uit aardwarmte een belangrijke rol kan spelen of
inmiddels reeds speelt zijn dan ook bijvoorbeeld Ijsland, Mexico, de Filipijnen, Japan, Indonesië en
natuurlijk ook de Verenigde Staten. Echter kan men ook dichter bij huis, namelijk in Italië en
meerbepaald in Toscane handig gebruik maken van de beschikbare aardwarmte